照明系统及其控制单元的制作方法
【专利摘要】一种具有至少一个控制单元(10)的照明系统(1)，该控制单元被设计成用于向多个向其分配的操作装置(20)传输控制指令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制指令，其中，这些控制指令是基于馈送给控制单元(10)的控制信息生成的。控制单元(10)以无线方式接收该控制信息。
【专利说明】照明系统及其控制单元
[0001]本发明涉及一种具有至少一个控制单元的照明系统，该控制单元被设计成用于向与其关联的多个照明器传输控制命令。具体而言，这些控制命令可以是基于DALI和/或DSI标准的命令。此外，本发明涉及一种用于照明系统中的相应控制单元。
[0002]已知其中分布式安排中多个照明器的行为彼此协调的照明系统，并且这些照明系统经常用于整体上优化照明以及建筑物中的功耗。因此，首先，来自照明器的一种标准行为改善了整体外观，并且其次，各照明器的亮度是例如基于可得日光设置的事实使得能够降低功耗。此外，举例来说，存在传感器的使用还允许基于一个特定区域是否包含人类来自动设置照明。
[0003]较大的照明系统通常基于如下原则:向照明器传输此后由这些照明器的相关操作装置以一种合适的方式实现的控制命令。以前通常传输用于亮度控制的模拟信号(例如在I到10伏之间的可变直流电压)，现在通常以数字形式传输控制命令。结果，控制单元与灯具操作单元之间实现的通信不仅得到了改善；还有更多种选项可用于致动照明器或普遍用于通信。例如，最近DALI (数字可寻址照明接口)标准得到了广泛认可。这是一种特别用于照明器的亮度控制的数据传输的通信协议，它不仅允许将命令传输至照明器，并且此外还提供在状态查询的情况下请求及记录单个照明器的操作状态的机会。照明系统中单个订阅者的故障状况及缺陷可以用这种方式非常简单并且有效地检测到。
[0004]在基于DALI标准的系统中，这些数字控制命令是通过一个与总电源隔离开的特定的或单独的数据线(被称为DALI总线)传输的。即使在允许对分布式安排中的照明器集中致动的其他照明系统中，信号传输通常通过一条隔离的数据线进行。虽然在已知的系统中，电力线载体方法被用于通过用于供电的多条路线传输控制信息，这些特定的解决方案不太适合通用于较大建筑物中。
[0005]如果从一开始就做了计划并且在例如实际构建建筑物时相应地进行，铺设一条用于传输数据或控制命令的单独路线并不是个问题。另一方面，如果打算以后对一栋建筑物的照明进行更新，从而使得除了这些照明器以前的简单打开及关闭以外，现在还使得方便的亮度控制成为可能，这总会导致极高水平的投入，因为需要随后铺设单独线路用于信号传输。通常，关联投入属于这样一个水平，在该水平下将照明适当转换成照明器的方便数字致动是不可行的。再者在其他情况下，例如如果该建筑物受到保护，附加数字传输线路的铺设根本不可能或不被允许。
[0006]由于，尽管如此，仍存在这样一个趋势:首先彼此协调照明器的行为，并且其次就可得外部光而言对所述照明器的操作行为进行优化，人们对避免数据线的相关铺设的解决方案的寻找越来越广泛，为的是制造更加复杂的照明系统。本发明基于的目标是提供一个针对此的合适的解决方案。
[0007]此目标由一个具有权利要求1的特征的照明系统以及一个根据权利要求11所述的相应控制单元实现。本发明的有利发展是从属权利要求的主题。
[0008]根据本发明的解决方案提供了一种用于致动照明器的系统，该系统可以用一个相对低的投入水平进行生产。具体地，当一个已经存在的照明系统需要被转换或升级时，根据本发明的解决方案提供了很大的优势，因为用于铺设附加线路等的投入被降到最低。在这种情况下，根据本发明的解决方案基于的是这样一种概念:该照明系统具有一个或多个控制单元，这个或这些控制单元各自被设计成用于向与其关联的多个照明器或者向这些照明器的操作装置传输例如基于DALI标准和/或还基于已知的DSI标准的控制命令。在这种情况下，这些控制命令由这些控制单元本身基于向其提供的控制信息生成，本发明提供的控制单元无线地接收所述控制信息。
[0009]因此，本发明提出了一种具有至少一个控制单元的照明系统，该控制单元被设计成用于向与其关联的多个操作装置传输控制命令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制命令，其中，这些控制命令是基于提供给该控制单元的控制信息生成的，并且本发明提供的控制单元无线地接收所述控制信息。
[0010]此外，本发明提出了一种用于照明系统中的控制单元，其中，该控制单元被设计成用于向与其关联的多个操作装置传输控制命令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制命令，其中，这些控制命令是基于提供给该控制单元的控制信息生成的，并且本发明提供的控制单元具有用于无线地接收该控制信息的装置。
[0011]因此，根据本发明的设计的基本概念涉及到这些控制单元，它们最终负责致动这些照明器或与其关联的操作装置，将无线传输的信息当作生成这些控制命令的基础。由于这些控制单元通常至少安排在其关联照明器附近，用于构造或铺设一条从该控制单元到这些操作装置的数据线的投入相对较低，因为仅需要克服短距离。另一方面，不再需要并且相应地省掉了该控制单元到该照明系统的其他部件(具体地，到操作者控制元件、一个中央控制单元等)的进一步接线，其结果就是可以使用一条数据线省掉该照明系统的各控制单元或控制部件的整体网络化。所导致的用于将现有照明系统转换成允许各照明器的数字致动的照明系统的投入相应地非常低。尽管如此，一种用于致动照明器的数字控制系统的所有优点还可以用于根据本发明的解决方案中。
[0012]本发明的发展具体涉及到以下概念:首先优化与该控制单元关联的组内的这些操作装置的致动，并且其次进一步降低用于组装该系统的投入。
[0013]因此，根据本发明的一个优选示例性实施例，可以规定该控制单元以一种标准方式致动与其关联的这些操作装置。每个控制单元因此具有一组关联操作装置，该组然后在被称为广播命令的情况下被致动。也就是说，该控制单元传输的这些控制命令不包含用于单个致动一个照明器的任何单个地址信息。相反，该系统中这些照明器的操作装置被逻辑地分组，从而使得对应组中的这些照明器基本上具有一个相同或完全相同的操作行为。
[0014]在这种情况下，优选地规定使用一条数据线通过对应控制单元致动这些操作装置。如已经提到的，组关联指的是，规定不管怎样都将该控制单元安排在与其关联的照明器附近。通常，甚至为该控制单元及与其关联的照明器组提供了一个公共外壳或支撑元件，这使得在此区域中铺设一条短数据线非常简单。然而，此外或可替代地，还可以规定与一个控制单元关联的至少某些操作装置从其无线地接收控制命令。这对于在特定位置的照明器的情况以及对于相应地不适合或不能够铺设数据线的情况特别有用。此外，这些照明器则可以被提供或连接到一个允许控制单元与照明器之间(例如使用已知蓝牙标准)的无线通信的相应接收器。
[0015]如以上已经阐明的，根据本发明的解决方案允许借助产生这些被无线地传输至控制单元的控制命令所需要的控制信息来降低用于铺设数据线的投入。在这种情况下，根据一个优选示例性实施例，可以规定该系统具有多个控制单元，这样提供给一个控制单元的至少某些控制信息还来自于其他控制单元之一。在这种情况下，如此设计这些控制单元从而使得它们彼此通信并且交换信息，具体而言，关于其操作状态的信息，例如以便确保来自这些照明器的通常协调的行为。然而，此外，控制信息在这种情况下还可以来自一个传感器，例如存在传感器或亮度传感器。然后此信息由该控制单元在不同情况下酌情处理，以便以一种合适的方式调整关联照明器的操作。同样在这种情况下，优选地规定用于组装该传感器以及用于集成到该照明系统中的投入保持尽可能地低。然而，由于相应传感器通常要求一栋建筑物之内或之外的一种特定安排，数据线再或者是用于供电的线路的铺设通常在这种情况下与一个特别高水平的投入关联。相应地，根据一个特别优选的示例性实施例，还可以规定这些传感器各自具有一个独立的电源，具体而言，一个电池组等。
[0016]当然，根据本发明的照明系统还可以具有允许用户控制亮度的操作者控制元件，以便例如调用预定义的照明场景或通常简单地增加或降低亮度。来自此类操作者控制元件的信息还优选地被无线地传输到这些控制单元，其中，可特别规定该照明系统具有对应多个操作者控制元件并且后者被设计成用于就传输给这些控制单元的控制信息而言彼此交换信息。就现代操作者控制元件常常具有用于指示该照明系统或用户所选照明场景的当前状态的专用指示器或显示器而言，这是切题的。通过彼此互换信息，所有的操作者控制元件必然各自呈现相同的信息并且实际上再现该照明系统的当前状态。
[0017]最终，根据本发明的解决方案因此可被用于提供一种照明系统，该照明系统在就其控制选项而言提供了一个经典的、中央控制的照明系统的所有机会以及用于结合来自传感器等的外部信息的机会，其中，具体而言，例如，用于组装该系统的投入与以前已知的解决方案相比得到了显著地降低。
[0018]以下参考附图对本发明进行了更加详细的解释，其中:
[0019]图1示意性地示出了根据本发明的一种照明系统的总体设计，以及
[0020]图2示出了用于将一个现有照明系统转换成一个根据本发明的系统的过程。
[0021]首先，将参考图1阐明根据本发明的一种照明系统的总体设计。具体地，将阐明该系统中涉及的这些单元以及所述单元的交互。接着，将使用一个特定的示例示出一种可以用根据本发明的解决方案来升级或转换一个已经存在的照明系统的方法。
[0022]根据本发明的解决方案的核心概念是意在将用于铺设致动该系统中各单元的数据线的设计保持在尽可能地低。具体地，意在仅当合理的投入水平可行时才铺设此类线路。与以前已知的系统相比，相应地，图1中示出的并且通常提供了参考符号I的系统的区别在于，各单元并不通过一条公共总线或数据线彼此连接。另一方面，用于供电的可用线路需要尽可能有效地使用，这最终导致几乎所有的部件连接至总电源。例外仅为某些用于生成控制信息的单元(具体而言，传感器)，将在后面对其进行更加详细地解释。
[0023]原则上，这样设计根据本发明的照明系统I以使得对单个照明器进行分组，在这种情况下，这些照明器各自由相应的操作装置或电子镇流器20表示。在这种情况下，每个组与一个控制单元10关联，该控制单元通过传输数字控制命令致动与其关联的那些操作装置或电子镇流器20。在所示出的示例性实施例中，提供了基于已知DALI标准和/或DSI标准的信号传输，但是根据本发明的概念当然也可被转移到用于数字致动的其他解决方案。
[0024]与一个控制器或控制单元10关联的这些操作装置20因此通过数据线11被连接到控制单元10的输出端。在基于DALI标准的信号传输的情况下，在该输出侧上因此形成了连接到对应组中的镇流器20的对应本地DALI总线。根据所示出的示例，可以最多连接25个镇流器，当然还可以按照对应的要求对此数字进行调整。
[0025]在这种情况下，还有一个根据本发明的照明系统I的特定特征:单个照明器可以由与其关联的控制单元10/1无线地致动。在所示出的示例性实施例中，镇流器20/4及20/5已与例如第一组关联(也就是说，与控制单元10/1)，而另一方面，镇流器20/9及20/10属于第二组并且被控制单元10/2致动。此种情况涉及到例如安排在距对应控制单元10/1或10/2较大距离的照明器，或者是在控制线路11/1或11/2到电子镇流器20的铺设仅可以用非常高的投入水平实现的位置上的照明器。为此原因，这些电子镇流器则各自具有一个相应的接收器30，该接收器被设计成用于与对应控制单元10/1或10/2无线地通信。此接收器30的输出侧则通过控制线路31依次连接至关联镇流器20的输入端21，以便所述镇流器以常规方式在其输入端接收DALI或DSI命令。从镇流器20的观点看，它因此是对应组的一个常规部分，并且可以用常规方式与关联控制单元10/1或10/2通信(如装置20/1至20/3还有20/6至20/8)，而至少在一定程度上通过控制单元10/1或10/2与无线接收器30之间的无线连接进行数据传输。此外，如果镇流器20是来自锐高(Tridonic)公司的装置，则可以提供一个特殊特征。这些装置常常具有智能端口 22，该端口可被用于确保电子镇流器20向接收器30供电。在这种情况下，相应的智能端口可被用于将无线接收的命令也直接转发给电子镇流器20，而不需要连接至这些输入端21，为的是接收DALI或DSI命令。
[0026]因此，每个控制单元10/1或10/2则负责与其关联的镇流器20的致动。有利地，这些镇流器20可被分组进一个组中，从而使得它们直接位于彼此附近，或者至少标准的照明器操作是适当的。相应地，优选地规定控制单元10/1或10/2以一种标准方式(具体地，在被称为广播命令的情况下)致动对应电子镇流器20。也就是说，从对应控制单元10/1或10/2的输出侧传输的一个DALI或DSI命令指向关联组中所有的镇流器20并且被所述镇流器以一种标准方式接收和实现。然而，这不一定意味着对应关联照明器也被以完全相同的亮度操作。举例来说，一个相应传输的命令还可以是选择一个预设照明场景。在这种情况下，单个镇流器20各自具有预先存储的用于相关场景的亮度值，这些值规定了当选择了一个特定场景时需要以何种方式或亮度点亮该照明器。在这种情况下，这些预设值可以针对照明器而不同，以便使得当传输了一个相应的场景命令时对应镇流器也因此务必能够设置不同的亮度值。相比之下，如果控制单元10/1或10/2直接以广播模式传输了一个亮度控制值，这则导致所有的电子镇流器以相同的亮度操作相应的光源，例如以最大亮度的50%。
[0027]已发现一个组中所有操作装置的此类相似或标准的致动是特别有利的，在这种情况下，用于启动系统I的投入极低。然而，自然也可以想到，这些控制单元10/1及10/2在对应操作地址单个地致动这些照明器，正如例如DALI标准所允许的。然而，在这种情况下，用于启动系统I的投入增加了，因为这些照明器或这些操作装置则各自需要被预先分配单个地址。
[0028]在这种情况下，这些控制单元10/1及10/2基于使对其外部可用的控制信息为这些关联操作装置20生成控制命令。然而，在这种情况下，已知照明系统的一个根本区别是，这些控制单元10/1及10/2原则上无线地接收此信息，并且然后进一步内部地对其进行处理。其结果是，如从图1的展示中明显的，这些控制单元10/1及10/2不需要使其输入侧连接至数据线来进行信号传输。相反，仅需要这些控制单元10/1及10/2各自具有一个用于无线通信的接口 12，此接口 12在以上所描述的特殊情况下也能够被用于与相关镇流器或其接收器30进行无线通信。
[0029]在这种情况下，用于处理控制命令中的控制信息的能力在于这些控制单元10/1及10/2本身。也就是说，这些控制单元10/1及10/2本身将该控制信息当作产生这些电子镇流器20的控制命令的基础，并且具体地，当这些照明器被致动时还能够顾及到关于外部影响的附加信息。这具体地可以是例如存在传感器或亮度传感器传输的信息。在这种情况下，举例来说，这些控制单元10/1及10/2则存储了适当的调光曲线等，它们规定了对来自外面的外部入射光的反应方式。这些控制单元10/1及10/2还可以具有关于对出现人类的检测的所需反应方式的对应规定。
[0030]在图1的示例性实施例中，负责将产生控制信息并将其传输至控制单元10/1及10/2的两个单元因此是感测人类存在(传感器40)及提供关于外部光的亮度的信息(传感器41)的传感器40、41。由于此类传感器40、41通常安排在建筑物内部或外部非常难以靠近的位置，常常大量涉及到随后将供电线路铺设到此类传感器。在这种情况下，因此优选地规定传感器40、41具有一个独立的电源，例如电池组等。在外部光传感器的情况下，当然也可以把太阳能电池等用作电源。
[0031]然而，系统I此外还具有用于向控制单元10/1及10/2传输信息的其他单元。它们可以是经典操作控制元件42、43，如或者永久安装的或者以便携式操作者控制单元形式可用的照明开关、调光器等。尽管如此，这些单元42、43还无线地向控制单元10/1及10/2传输在一个用户的操作下产生的信息。
[0032]此外，图1示出了一个进一步的操作者控制元件44，该元件例如允许此前已经提到的各照明场景被轻易调用。此元件44具有多个按钮开关45，被操作时，这些按钮开关各自用信号传输一个特定照明场景的选择，这些按钮开关45还存储有相应的光源，以便通过适当的照明指示一个特定场景的选择。在这种情况下，现在可以规定，多个此类操作者控制元件44位于一个房间或区域之内，在这种情况下，还优选地对从此类操作者控制元件44传输至控制单元10/1及10/2的信息进行互换，并且相应地所有的操作者控制元件44各自提供相同的指示。这确保了在操作者控制元件44上所选照明场景的标准指示。
[0033]最终，控制信息还可以由两个进一步的单元生成，这些单元最初被用于整体上实现系统I。使用例如设置框46，可以告知控制单元10/1及10/2它们各自被分配到的组和/或它们需要以何种方式对来自传感器40、41的信号的到来作出反应。还可以使用此设置框46实现用于各照明场景的初步相应亮度值的传输。然而，同样地，还可以由一个便携式装置47实现系统I的适当配置，该便携式装置(具体地，通过使用一个图形用户接口)允许特别简单且全面的配置。
[0034]然而，除了来自图1的左手边示出的这些单元的控制信息，控制单元10/1及10/2还可以彼此互换信息。这可以具体地起到确保系统I的整体上的标准操作的作用。如果这些操作者控制元件之一例如传输了一个选择亮度场景的命令，此命令可被作为中继器功能的一部分由单元?ο/l及10/2在彼此之间转发，由此以确保此命令也已实际上被系统I中的所有控制单元10/1及10/2接收。
[0035]最后，因此明显的是根据本发明的系统I提供了方便亮度控制的所有机会，而用于将这些单元彼此接线的投入(具体地，通过用于信号传输的线路)得到了显著降低。
[0036]在这种情况下根据本发明的系统的优点从图2中示出的示例中变得特别清晰。因此，首先图2的左手边示出了(例如在教室100中的)常规照明，这仅涉及各照明器的常规接线并且使用简单的开关105来允许首先是照明器110 (在前面区域中接近黑板111)以及其次是在纵向方向上延伸的三个条形照明灯120的单独打开及关闭。如果适当，此处还可以对调光进行规定。
[0037]然而，如果本发明此时允许方便的照明控制，这允许调用预设的场景(例如演讲、授课等)以及结合传感器提供的信息，以前的解决方案将要求使用数据线执行所有照明器的附加接线。
[0038]然而，根据本发明的解决方案还允许进行转换，得到了图2的右手边示出的实施例。在这种情况下，形成了总共四个组130/1至130/4，它们首先对应于黑板照明并且其次对应于那三个纵向方向上延伸的条形照明灯。在这种情况下，组130/1至130/4视情况而定各自包含致动关联组中的照明器的一个控制单元131/1至131/4。由于一个组中的这些照明器不管怎样都各自形成一个单独的条形照明灯并且相应地通常具有一个公共支撑元件或者甚至是一个公共外壳，用于将一个组中的照明器连接至对应控制器的投入操作起来相对简单。然而，不需要将控制单元131/1至131/4各自通过数据线附加地连接至外部单元。相反，现在通过使用将适当信息用无线电传输至控制单元131/1至131/4的两个按钮开关或操作者控制元件135、136来实现了致动。此外，甚至是将完全独立供电的传感器137及138集成到该系统中以便允许自动化致动目前也是一件简单的事情。
[0039]此示例非常清楚地示出了可以非常简单地并且以非常少的投入使用根据本发明的解决方案，以显著地增加致动照明器的便利性。
[0040]在这种情况下，优选地基于一个允许非常简单且低功耗通信设置的标准实现该系统中各单元之间的无线通信。在这种环境下，已发现特别是已知的蓝牙标准(优选地，4.0标准或通过低功耗蓝牙的通信)是适当的。优选地，这种情况下的通信是以这样一种形式以使得其仅在一个特定的区域内(优选地在一个房间内)进行。类似系统则可位于相邻房间中，确保一个房间内的这些单元的无线通信不损害另一个房间中的这些单元的通信。
【权利要求】
1.一种具有至少一个控制单元(10)的照明系统(I)，该控制单元被设计成用于向与其关联的多个操作装置(20)传输控制命令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制命令，其中，这些控制命令是基于提供给该控制单元(10)的控制信息生成的， 其特征在于， 该控制单元(10)无线地接收该控制信息。
2.如权利要求1所述的照明系统， 其特征在于， 该控制单元(10)以一种标准方式致动与其关联的这些操作装置(20)。
3.如权利要求1或2所述的照明系统， 其特征在于， 该控制单元(10)通过一条数据线(11)连接至与其关联的至少一个操作装置(20)。
4.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 该控制单元(10)无线地将这些控制命令传输至与其关联的至少一个操作装置(20)。
5.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 所述系统具有多个控制单元(10)，这些控制单元各自具有一组关联操作装置(20)，其中，提供给一个控制单元(10)的至少某些控制信息还来自于其他控制单元(10)之一。
6.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 提供给该控制单元(10)的至少某些控制信息来自于一个传感器(40，41)，具体而言，来自于一个存在传感器或亮度传感器。
7.如权利要求6所述的照明系统， 其特征在于， 该传感器(40，41)具有一个独立电源，具体而言，一个电池组或一个太阳能电池。
8.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 提供给该控制单元(10)的至少某些控制信息来自于一个可由一个用户操作的操作者控制元件(42-44)。
9.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 所述照明系统具有多个操作者控制元件(42-44)，其中，至少某些操作者控制元件(42-44)被设计成用于无线地互换与传输给该控制单元(20)的该控制信息有关的信息。
10.如以上权利要求之一所述的照明系统， 其特征在于， 该控制单元(20)的无线传输是基于蓝牙通信实现的，优选地基于蓝牙标准4.0或通过低功耗蓝牙实现。
11.一种用于照明系统(I)中的控制单元(10)，其中，该控制单元(10)被设计成用于向与其关联的多个操作装置(10)传输控制命令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制命令，其中，这些控制命令是基于提供给该控制单元(10)的控制信息生成的， 其特征在于， 该控制单元(10)具有用于无线地接收该控制信息的装置。
12.一种用于使用控制单元(10)来致动照明系统(I)中的操作装置(20)的方法，该控制单元向与其关联的多个操作装置(20)传输控制命令，具体而言，基于DALI和/或DSI标准的控制命令，其中，这些控制命令是基于提供给该控制单元(10)的控制信息生成的，其特征在于， 该控制信息被无线地传输给该控制单元(10)。
【文档编号】H05B37/02GK104247570SQ201380019474
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2012年4月12日
【发明者】D·福拉特茨 申请人:宗拓贝尔照明器材有限公司